論文の概要: Deterministic generation of multi-qubit entangled states among distant parties using indefinite causal order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.03411v1
• Date: Wed, 05 Mar 2025 11:40:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-06 15:51:47.904903
• Title: Deterministic generation of multi-qubit entangled states among distant parties using indefinite causal order
• Title（参考訳）: 不確定因果順序を用いた遠方の多ビット絡み合う状態の決定論的生成
• Authors: Wen-Qiang Liu, Hai-Rui Wei,
• Abstract要約: 複数のネットワークノードにまたがる$N$-qubitの絡み合った状態を生成するためのプロトコルを提案する。 その結果,提案プロトコルは長距離エンタングルメント生成の効率を著しく向上させることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.556591713973462
• License:
• Abstract: Quantum entanglement plays an irreplaceable role in various remote quantum information processing tasks. Here we present protocols for generating deterministic and heralded $N$-qubit entangled states across multiple network nodes. By utilizing a pre-shared maximally entangled state and single-qubit operations within an indefinite causal order framework, the multi-qubit entangled state between distant parties can be generated deterministically. The complex entangled state measurements and multiple pre-shared entangled states, are essential in conventional entanglement swapping technique, but are not required in our approach. This greatly reduces the complexity of the quantum circuit and makes it more experimentally feasible. Furthermore, we develop optical architectures to implement these protocols by encoding qubits in polarization degree of freedom. The results indicate that our protocols significantly improve the efficiency of long-distance entanglement generation and provide a practical framework for establishing large-scale quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 様々なリモート量子情報処理タスクにおいて、量子絡み合いは相応の役割を果たす。 ここでは、複数のネットワークノードにまたがる$N$-qubitの絡み合った状態を生成するためのプロトコルを提案する。 不確定因果順序の枠組み内で、事前共有された最大絡み状態と単一キュービット演算を利用することで、遠方間の複数キュービット絡み状態が決定的に生成される。 複雑な絡み合い状態の測定と複数の絡み合い状態の測定は,従来の絡み合い交換技術では必須であるが,本手法では必須ではない。 これにより、量子回路の複雑さを大幅に減らし、より実験的に実現可能である。 さらに、量子ビットを偏光度自由度で符号化することで、これらのプロトコルを実装するための光学アーキテクチャを開発する。 その結果,提案プロトコルは長距離エンタングルメント生成の効率を著しく向上させ,大規模量子ネットワーク構築のための実践的枠組みを提供することが示された。

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